Ekman, V. W.: Beiträge zur Theorie der Meeresströmungen, 473
denken, daß der Bereich von konstantem Winde und konstanter Meerestiefe
sehr weit ist, und daß das betrachtete Gebiet sich in der Mitte befindet. Die
so entstandenen Ströme wollen wir reine Triftströme nennen, und zwar wollen
wir im folgenden besonders stationäre reine Triftströme untersuchen,
Es geht dann sogleich aus der Symmetrie hervor, daß die Bewegung des
Wassers in irgend einer bestimmten Tiefe überall dieselbe sein muß, so daß das
Wasser — wenn wir die unregelmäßig erregten Wirbel außer Betracht lassen —
mit einem Stapel dünner Scheiben verglichen werden kann, die mit Parallel-
bewegung übereinander verschoben werden. Die Stromgeschwindigkeiten in ver-
schiedenen Tiefen b, c, usw. wollen wir nach Richtung
und Größe durch Pfeile OB, OC (Fig. 2) bezeichnen.
Die Kurve ABCD sei durch die Endpunkte aller
dieser Pfeile gelegt und zwar so, daß das A-Ende
der Kurve den kleinsten Tiefen (nach der Ober-
fläche zu), das D-Ende den größten Tiefen (nach
dem Meeresboden zu) entspricht. BB’ sei in der
Verlängerung. von OB gezogen.
Da die Ablenkungskraft senkrecht zur Be-
wegungsrichtung des Wasser£ steht, so kann sie
keine Arbeit leisten, und die durch die innere Reibung
verbrauchte Energiemenge muß also von oben zu-
geführt werden, wenn die Bewegung stationär ausgebildet ist. Die in der Tiefe b
auf die untere Schicht von oben ausgeübte Reibungskraft ist längs der Tangente BT
gerichtet, und damit sie eine positive Arbeit leistet, muß der Winkel B’BT ein
spitzer sein; also: die Geschwindigkeit nimmt mit wachsender Tiefe (von
oben nach unten) immer ab.
Betrachten wir nun die Wasserschicht be, die zwischen den Tiefen b
und ec liegt. Dieselbe wird von der Ablenkungskraft und von den auf ihre obere
und untere Grenzfläche wirkenden Reibungskräften beeinflußt; erstere ist (auf
der nördlichen Hemisphäre) senkrecht nach rechts von der mittleren Be-
wegungsrichtung der Wasserschicht gerichtet, während die zwei Reibungskräfte
bzw. längs der Tangenten BT und CT’ gerichtet sind, Da die drei Kräfte im
Falle stationärer Bewegung in Gleichgewicht sein müssen, so muß die Kurve ABCD
immer ihre konkave Seite nach links von dem Radius Vector OB wenden. Da
die Geschwindigkeit am Boden gleich null ist, und also die Kurve AD in O selbst
enden soll, so ist es dann auch einleuchtend, daß ihr A-Ende nach links, ihr
D-Ende nach rechts von dem Radius Vector OB liegen muß. Indem wir uns
daran erinnern, daß für b= 0o OB die Geschwindigkeit des Oberflächenwassers
und BT die Bewegungsrichtung des Windes bedeuten, so folgt also der Satz:
A. In einem stationären reinen Triftstrome nimmt die Geschwin-
digkeit von oben nach. unten immer ab. Die Stromrichtung liegt in
der Oberfläche rechts von der Windrichtung und dreht sich mit
wachsender Tiefe immer mehr nach rechts (auf der nördlichen
Hemisphäre).*)
Wenn die Meerestiefe unendlich”) ist, so läßt sich die Bewegung leicht
näher bestimmen. Wir werden für diesen Zweck den Voraussetzungen der
rationellen Hydrodynamik gemäß annehmen, daß die im Wasser von oben nach
unten wirkende Reibung oder der »Tangentialdruck« der relativen Geschwindig-
keit, mit welcher die eine Schicht über die in Entfernung Eins unter derselben
gelegene Schicht gleitet, proportional ist. Wenn also der Unterschied zwischen
den Tiefen b und ce 1 cm ist, und wenn der Unterschied BC (geometrisch ge-
messen) zwischen den entsprechenden Geschwindigkeiten OB und OC gleich
A
1) Die in diesem Satze ausgesprochene Tatsache und ihre große Bedeutung für die Theorie der
Meeresströmungen ist zuerst von Prof. Fridtjof Nansen erkannt. (Siehe seine »Oceanography of
the North Polar Basin«.) Herrn Prof. Nansen verdankt auch der Verfasser die erste Anregung zu
einer mathematischen Untersuchung des Gegenstandes,
?) Es wird aus folgendem ersichtlich sein, daß es bei den praktischen Anwendungen genüg t
wenn die Meerestiefe nicht kleiner als eine gewisse ziemlich mäßige Tiefe D ist.
Ann. d. Hydr. usw. 1906. Heft X.